JP2007177728A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パージ流量の制御を容易にする蒸発燃料処理装置を提供する。
【解決手段】吸気通路３においてスロットル弁４の下流側に第一ポート６を有すると共にスロットル弁４の上流側且つ吸入空気量測定手段５の下流側に第二ポート８を有する内燃機関に適用される蒸発燃料処理装置１０は、一端が第一ポート６に、他端が第二ポート８に接続されるパージ通路１１と、パージ通路１１に配置され、燃料タンク２内で発生した蒸発燃料を脱離可能に吸着するキャニスタ１２と、キャニスタ１２の第一ポート側においてパージ通路１１の開閉を制御する開閉制御手段２２であって、パージ期間においてパージ通路１１を開く開閉制御手段２２と、キャニスタ１２の第二ポート側においてパージ通路１１を開閉する第一開閉弁２４であって、パージ期間においてパージ通路１１を開く第一開閉弁２４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を処理する装置に関する。

従来、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路へパージして処理する蒸発燃料処理装置が知られている。例えば特許文献１に開示の発明は、吸気通路にキャニスタを接続するパージ通路と、一端がキャニスタに接続されると共に他端が大気に解放される大気通路とを備える蒸発燃料処理装置である。この発明では、吸気通路の負圧がパージ通路を通じてキャニスタ及び大気通路へ作用することより、キャニスタの大気通路側からパージ通路側へ抜ける空気の流れが生じ、蒸発燃料がキャニスタから脱離して吸気通路へパージされることとなる。

特開平６−９３８９９号公報

しかし、特許文献１に開示の発明においてパージが実施されるときには、正規に吸気通路へ流入する空気に加えて、吸気通路以外の大気通路へ流入した空気も吸気通路へ流入する。このため、内燃機関の実際の吸入空気量は吸気通路を通じた正規の吸入空気量よりも多くなり、内燃機関において空燃比が乱れる。故に、そうした吸入空気量のずれを補正するには、内燃機関の運転状態に応じた複雑な制御をパージ流量に対して実施しなくてはならなかった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、パージ流量の制御を容易にする蒸発燃料処理装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明によると、吸気通路において、スロットル弁の下流側の第一ポートにはパージ通路の一端が接続され、スロットル弁の上流側の第二ポートにはパージ通路の他端が接続される。ここで内燃機関の運転時には、吸気通路におけるスロットル弁の下流側圧力が上流側圧力より小さくなることにより第一及び第二ポート間に差圧が生じるため、開閉制御手段と第一開閉弁とがそれぞれキャニスタの第一ポート側と第二ポート側とでパージ通路を開くと、第二ポートからパージ通路へ内燃機関の吸入空気が流入する。さらにパージ通路では、第一及び第二ポート間の差圧によってキャニスタの第二ポート側から第一ポート側へ抜ける流体流れが生じるため、蒸発燃料がキャニスタから脱離して第一ポートから吸気通路へパージされる。このとき吸気通路においては、吸入空気量測定手段を通過した吸入空気の一部が当該吸入空気量測定手段の下流側の第二ポートからパージ通路へ流入した後、第一ポートから吸気通路へ戻ることになるので、パージに際して空気が吸気通路以外から吸気通路へ導入されることがない。故に、パージによって内燃機関の実際の吸入空気量が吸入空気量測定手段の測定する吸入空気量からずれる事態を回避することができる。したがって、吸入空気量のずれを補正するためのパージ流量制御が不要となるので、パージ流量を決めるパージ通路の開閉制御が容易となる。

請求項２に記載の発明によると、開閉制御手段は、パージ期間においてパージ通路を開いて吸気通路への蒸発燃料のパージ流量を制御する流量制御弁であるので、内燃機関の運転状態に応じてパージ流量をきめ細かく制御することができる。
請求項３に記載の発明によると、一端が大気に開放される大気通路の他端がパージ通路におけるキャニスタと第一開閉弁との間に接続され、パージ期間において第二開閉弁は当該大気通路を閉じる。このように大気通路を閉じることで、パージ期間に空気が吸気通路以外の大気通路からパージ通路を通じて吸気通路へ導入されることを防止できる。また一方、パージ期間外においては、例えば第二開閉弁が大気通路を開くことにより、キャニスタやそれに連通する燃料タンク等を大気開放して内圧上昇を抑えることができる。
請求項４に記載の発明によると、パージ期間において、第二開閉弁が大気通路を閉じた後、開閉制御手段及び第一開閉弁がそれぞれパージ通路を開くので、空気が吸気通路以外から吸気通路へ導入されることを確実に防止できる。

請求項５に記載の発明によると、一端が大気に開放される大気通路の他端がパージ通路におけるキャニスタの第二ポート側に接続され、当該パージ通路の大気通路との接続部に配置される第一開閉弁はパージ期間においてパージ通路を開くのみならず、大気通路を閉じる。このように大気通路を閉じることで、パージ期間に空気が吸気通路以外の大気通路からパージ通路を通じて吸気通路へ導入されることを防止できる。また一方、パージ期間外においては、例えば第一開閉弁がパージ通路を閉じると共に大気通路を開くことにより、キャニスタやそれに連通する燃料タンク等を大気開放して内圧上昇を抑えることができる。さらに、パージ通路を開閉する第一開閉弁が大気通路の開閉機能も果たすので、パージ通路及び大気通路の開閉に関する部品点数を削減してコストの低減に貢献できる。
請求項６に記載の発明によると、パージ期間において、第二開閉弁が大気通路を閉じた後、開閉制御手段がパージ通路を開くので、空気が吸気通路以外から吸気通路へ導入されることを確実に防止できる。

内燃機関の高速運転時等、第一及び第二ポート間の差圧が小さくなる場合、吸気通路から第二ポートを通じてパージ通路へ流入する空気量が少なくなるため、蒸発燃料をキャニスタから脱離させて吸気通路へパージすることが困難となる。そこで請求項７に記載の発明によると、パージ通路において第二ポート側から吸入した流体を第一ポート側へ吐出するポンプが用いられるので、ポート間の差圧が小さい場合でも、キャニスタの第二ポート側から第一ポート側へ抜ける流体流れを十分に生じさせて、蒸発燃料を吸気通路へパージすることができる。

請求項８に記載の発明によると、吸気通路においてスロットル弁の上流側の第一ポート及び第二ポートには、それぞれパージ通路の一端及び他端が接続される。そしてこの構成下、流量制御弁と第一開閉弁とがそれぞれキャニスタの第一ポート側と第二ポート側とでパージ通路を開くと共に、当該パージ通路においてポンプが作動して第二ポート側の流体を吸入すると、第二ポートからパージ通路へ内燃機関の吸入空気が流入する。さらにパージ通路では、ポンプがその吸入流体を第一ポート側へ吐出することによりキャニスタの第二ポート側から第一ポート側へ抜ける流体流れが生じるため、蒸発燃料がキャニスタから脱離して第一ポートから吸気通路へ強制パージされる。このとき吸気通路においては、吸入空気量測定手段を通過した吸入空気の一部が当該吸入空気量測定手段の下流側の第二ポートからパージ通路へ流入した後、第一ポートから吸気通路へ戻ることになるので、パージに際して空気が吸気通路以外から吸気通路へ導入されることがない。故に、パージによって内燃機関の実際の吸入空気量が吸入空気量測定手段の測定する吸入空気量からずれる事態を回避することができる。したがって、吸入空気量のずれを補正するためのパージ流量制御が不要となるので、パージ流量を決めるパージ通路の開閉制御が容易となる。

請求項９に記載の発明によると、吸気通路においてスロットル弁の下流側の第一ポート及び第二ポートには、それぞれパージ通路の一端及び他端が接続される。そしてこの構成下、流量制御弁と第一開閉弁とがそれぞれキャニスタの第一ポート側と第二ポート側とでパージ通路を開くと共に、当該パージ通路においてポンプが作動して第二ポート側の流体を吸入すると、第二ポートからパージ通路へ内燃機関の吸入空気が流入する。さらにパージ通路では、ポンプがその吸入流体を第一ポート側へ吐出することによりキャニスタの第二ポート側から第一ポート側へ抜ける流体流れが生じるため、蒸発燃料がキャニスタから脱離して第一ポートから吸気通路へ強制パージされる。このとき吸気通路においては、吸入空気量測定手段を通過した吸入空気の一部が当該吸入空気量測定手段の下流側の第二ポートからパージ通路へ流入した後、第一ポートから吸気通路へ戻ることになるので、パージに際して空気が吸気通路以外から吸気通路へ導入されることがない。故に、パージによって内燃機関の実際の吸入空気量が吸入空気量測定手段の測定する吸入空気量からずれる事態を回避することができる。したがって、吸入空気量のずれを補正するためのパージ流量制御が不要となるので、パージ流量を決めるパージ通路の開閉制御が容易となる。

請求項１０に記載の発明によると、スロットルレス内燃機関の吸気通路において第一ポート及び第二ポートには、パージ通路の一端及び他端がそれぞれ接続される。そしてこの構成下、流量制御弁と第一開閉弁とがそれぞれキャニスタの第一ポート側と第二ポート側とでパージ通路を開くと共に、当該パージ通路においてポンプが作動して第二ポート側の流体を吸入すると、第二ポートからパージ通路へ内燃機関の吸入空気が流入する。さらにパージ通路では、ポンプがその吸入流体を第一ポート側へ吐出することによりキャニスタの第二ポート側から第一ポート側へ抜ける流体流れが生じるため、蒸発燃料がキャニスタから脱離して第一ポートから吸気通路へ強制パージされる。このとき吸気通路においては、吸入空気量測定手段を通過した吸入空気の一部が当該吸入空気量測定手段の下流側の第二ポートからパージ通路へ流入した後、第一ポートから吸気通路へ戻ることになるので、パージに際して空気が吸気通路以外から吸気通路へ導入されることがない。故に、パージによって内燃機関の実際の吸入空気量が吸入空気量測定手段の測定する吸入空気量からずれる事態を回避することができる。したがって、吸入空気量のずれを補正するためのパージ流量制御が不要となるので、パージ流量を決めるパージ通路の開閉制御が容易となる。

請求項１１に記載の発明によると、吸気通路において第二ポートの下流側の第一ポートにパージ通路が接続されるので、第一ポートから吸気通路へパージされた蒸発燃料が第二ポートからパージ通路へと還流することを防止できる。したがって、内燃機関への蒸発燃料の供給流量が流量制御弁の制御によるパージ流量からずれて内燃機関の運転に影響を及ぼす事態を回避できる。

請求項１２に記載の発明によると、一端が大気に開放される大気通路の他端がパージ通路におけるキャニスタと第一開閉弁との間に接続され、パージ期間において第二開閉弁は当該大気通路を閉じる。このように大気通路を閉じることで、パージ期間に空気が吸気通路以外の大気通路からパージ通路を通じて吸気通路へ導入されることを防止できる。また一方、パージ期間外においては、例えば第二開閉弁が大気通路を開くことにより、キャニスタやそれに連通する燃料タンク等を大気開放して内圧上昇を抑えることができる。
請求項１３に記載の発明によると、パージ期間において、第二開閉弁が大気通路を閉じた後、流量制御弁及び第一開閉弁がそれぞれパージ通路を開くので、空気が吸気通路以外から吸気通路へ導入されることを確実に防止できる。

請求項１４に記載の発明によると、一端が大気に開放される大気通路の他端がパージ通路におけるキャニスタの第二ポート側に接続され、当該パージ通路の大気通路との接続部に配置される第一開閉弁はパージ期間においてパージ通路を開くのみならず、大気通路を閉じる。このように大気通路を閉じることで、パージ期間に空気が吸気通路以外の大気通路からパージ通路を通じて吸気通路へ導入されることを防止できる。また一方、パージ期間外においては、例えば第一開閉弁がパージ通路を閉じると共に大気通路を開くことにより、キャニスタやそれに連通する燃料タンク等を大気開放して内圧上昇を抑えることができる。さらに、パージ通路を開閉する第一開閉弁が大気通路の開閉機能も果たすので、パージ通路及び大気通路の開閉に関する部品点数を削減してコストの低減に貢献できる。
請求項１５に記載の発明によると、パージ期間において、第二開閉弁が大気通路を閉じた後、流量制御弁がパージ通路を開くので、空気が吸気通路以外から吸気通路へ導入されることを確実に防止できる。

請求項１６に記載の発明によると、パージ通路においてキャニスタの第一ポート側にポンプが配置される。これにより、ポンプを第一ポートに可及的に近付けて吸気通路へのパージ流量の制御応答性を高めることができる。
請求項１７に記載の発明によると、パージ通路においてキャニスタの第二ポート側にポンプが配置されるので、キャニスタからの脱離燃料がポンプに吸入される事態を回避できる。したがって、ポンプの内部が蒸発燃料に曝されて劣化することを防止できる。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
（第一実施形態）
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第一実施形態による蒸発燃料処理装置（以下、「処理装置」という）１０を示している。処理装置１０は車両に搭載され、燃料タンク２内で発生した蒸発燃料を処理して内燃機関の吸気通路３へパージする。ここで処理装置１０が適用される内燃機関は、吸入空気量を調整するスロットル弁４、吸入空気量を測定する吸入空気量測定手段としてのエアフローセンサ５、スロットル弁４の上流側且つエアフローセンサ５の下流側に配置される第一ポート６、並びにスロットル弁４の下流側に配置される第二ポート８を有している。

処理装置１０は、パージ通路１１、キャニスタ１２、流量制御弁２２、第一開閉弁２４、大気通路２５、第二開閉弁２６及び電子制御ユニット（以下、電子制御ユニットをＥＣＵという）２７等を備えている。
パージ通路１１の一端は吸気通路３の第一ポート６に接続されており、パージ通路１１の他端は吸気通路３の第二ポート８に接続されている。

キャニスタ１２は活性炭等の吸着材１８をケース１９内に充填してなり、パージ通路１１に配置されている。これにより、パージ通路１１はキャニスタ１２よりも第一ポート側１１ａと第二ポート側１１ｂとに分けられ、それら第一ポート側１１ａと第二ポート側１１ｂとが吸着材１８を挟む両側においてキャニスタ１２に接続されている。尚、以下の説明では、パージ通路１１におけるキャニスタ１２の第一ポート側１１ａを第一通路部１１ａといい、パージ通路１１におけるキャニスタ１２の第二ポート側１１ｂを第二通路部１１ｂという。

キャニスタ１２はさらに、タンク通路２０を通じて燃料タンク２の上部に接続されている。したがって、燃料タンク２内で発生した蒸発燃料はタンク通路２０を通じてキャニスタ１２へと流入し、当該キャニスタ１２の吸着材１８に脱離可能に吸着される。ここでタンク通路２０は、吸着材１８を挟んでパージ通路１１の第二通路部１１ｂとは逆側においてキャニスタ１２に接続されることにより、当該第二通路部１１ｂと直接に連通することを防止されている。また、タンク通路２０は、ケース１９内が仕切板１９ａによって仕切られることにより、パージ通路１１の第一通路部１１ａと直接に連通することを防止されている。

流量制御弁２２はパージ通路１１の第一通路部１１ａに配置され、開閉制御手段として第一通路部１１ａの開閉を制御することにより当該通路部１１ａを流れる流体流量を制御する。ここで、特に本実施形態の流量制御弁は電磁駆動式であり、ＥＣＵ２７から受けるデューティ信号に従って第一通路部１１ａの開度を０％〜１００％の間で連続的に又は離散的に変化させるデューティバキュームスイッチングバルブである。このような流量制御弁２２が第一通路部１１ａを開くときには、吸気通路３におけるスロットル弁４の下流側の圧力（以下、単に下流側圧力という）に応じて第一通路部１１ａの圧力が変化する。

第一開閉弁２４は電磁駆動式のオンオフ弁からなり、パージ通路１１の第二通路部１１ｂに配置されている。第一開閉弁２４は、そのオンオフ作動によって第二通路部１１ｂを開閉する。したがって、第一開閉弁２４が第二通路部１１ｂを開くときには、吸気通路３におけるスロットル弁４の上流側の圧力（以下、単に上流側圧力という）に応じて第二通路部１１ｂの圧力が変化する。

大気通路２５の一端は大気に開放され、大気通路２５の他端はパージ通路１１におけるキャニスタ１２と第一開閉弁２４との間に接続されている。
第二開閉弁２６は電磁駆動式のオンオフ弁からなり、大気通路２５における大気開放端と第二通路部１１ｂに対する接続端との間に配置されている。第二開閉弁２６は、そのオンオフ作動によって大気通路２５を開閉する。したがって、第二開閉弁２６が大気通路２５を開くときには、パージ通路１１及びキャニスタ１２が大気に開放される。

制御手段であるＥＣＵ２７は、ＣＰＵ及びメモリを有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。ＥＣＵ２７は、各弁２２，２４，２６及びエアフローセンサ５に電気接続されており、エアフローセンサ５から受ける吸入空気量の測定信号に基づいて各弁２２，２４，２６の作動並びに内燃機関を制御する。

次に、処理装置１０がパージ期間に実施するパージ制御処理について、図２のフローチャートに基づき説明する。
パージ制御処理は、内燃機関の始動後にパージ開始条件が成立すると、開始する。ここでパージ開始条件の成立とは、内燃機関の冷却水温度、内燃機関の回転数、車両の作動油温度等、車両状態を表す物理量が所定の領域にあることを意味する。尚、パージ制御処理の開始時には、流量制御弁２２及び第一開閉弁２４によりパージ通路１１の第一通路部１１ａ及び第二通路部１１ｂがそれぞれ閉じられた状態にあり、また第二開閉弁２６により大気通路２５が開かれた状態にある。

パージ制御処理のステップＳ１１（以下、「ステップＳ」を「Ｓ」と略記する）においてＥＣＵ２７は、第二開閉弁２６を制御して大気通路２５を閉じる。
続くＳ１２においてＥＣＵ２７は、流量制御弁２２及び第一開閉弁２４を制御してパージ通路１１の第一通路部１１ａ及び第二通路部１１ｂをそれぞれ開く。このとき、吸気通路３において下流側圧力が上流側圧力よりも小さいことによりポート６，８間に差圧が生じているため、各通路部１１ａ，１１ｂが開かれると、第二ポート８から第二通路部１１ｂへ内燃機関の吸入空気の一部が流入する。さらにパージ通路１１では、ポート６，８間の差圧によってキャニスタ１２の第二ポート側から第一ポート側へ抜ける流体流れが生じるため、蒸発燃料がキャニスタ１２から脱離して第一ポート６から吸気通路３へパージされる。ここで、吸気通路３へパージされた蒸発燃料は、内燃機関の燃料噴射弁（図示しない）から噴射される燃料と共に内燃機関の気筒内で燃焼されるので、蒸発燃料のパージ流量を制御することが重要となる。そこで本実施形態では、Ｓ１２においてＥＣＵ２７が流量制御弁２２を制御して第一通路部１１ａの開度を変化させることにより、パージ流量を制御する。
尚、Ｓ１２では、流量制御弁２２による第一通路部１１ａの開放タイミングと、第一開閉弁２４による第二通路部１１ｂの開放タイミングとが互いに同じであってもよいし、前後に異なっていてもよい。

パージ中にパージ停止条件が成立すると、Ｓ１３においてＥＣＵ２７は、流量制御弁２２及び第一開閉弁２４を制御して第一通路部１１ａ及び第二通路部１１ｂをそれぞれ閉じる。これによりパージが止められる。尚、ここでパージ停止条件の成立とは、例えば内燃機関の回転数、車両のアクセル開度等、車両の状態を表す物理量が上記パージ開始条件とは異なる所定の領域にあることを意味する。また、Ｓ１３では、流量制御弁２２による第一通路部１１ａの閉塞タイミングと、第一開閉弁２４による第二通路部１１ｂの閉塞タイミングとが互いに同じであってもよいし、前後に異なっていてもよい。
続くＳ１４においてＥＣＵ２７は、第二開閉弁２６を制御して大気通路２５を開く。これにより、本パージ制御処理が終了する。

以上説明した第一実施形態によると、パージ通路１１の各通路部１１ａ，１１ｂの開放と蒸発燃料のパージとに先立って大気通路２５が閉じられる。また、パージ時には、吸気通路３においてエアフローセンサ５を通過した吸入空気の一部が当該センサ５の下流側の第二ポート８からパージ通路１１へ流入した後、第一ポート６から吸気通路３へ戻ることになる。このような第一実施形態では、パージ時に空気が吸気通路３以外から吸気通路３へ導入されることがないので、内燃機関の実際の吸入空気量がエアフローセンサ５の測定量からずれる事態を回避できる。したがって、吸入空気量のずれを補正するための複雑なパージ流量制御を流量制御弁２２によって実施する必要がなくなる。

（第二実施形態）
図３に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。この第二実施形態では、パージ通路１１の第二通路部１１ｂにおいて大気通路２５が接続する接続部とキャニスタ１２との間にポンプ５０が配置されている。このポンプ５０は容積型ポンプ等の電動式ポンプであり、ＥＣＵ２７に電気接続されている。ポンプ５０は、ＥＣＵ２７から受ける制御信号に従って内蔵電動モータ（図示しない）を作動させることにより、第二通路部１１ｂにおいて第二ポート８側から吸入した流体を第一ポート６側、即ちここではキャニスタ１２側へ吐出する。

また、第二実施形態によるパージ制御処理では、第一実施形態のＳ１１，Ｓ１４に準ずる内容のＳ２１，Ｓ２４を実施する一方、第一実施形態のＳ１２，Ｓ１３の代わりにＳ２２，Ｓ２３を実施する。
具体的に、Ｓ２２においてＥＣＵ２７は、流量制御弁２２及び第一開閉弁２４を制御してパージ通路１１の第一通路部１１ａ及び第二通路部１１ｂをそれぞれ開き、またポンプ５０を起動する。その結果、ポート６，８間の差圧と、ポンプ５０がパージ通路１１の第二ポート８側へ作用させる吸入圧とにより、第二ポート８から第二通路部１１ｂへ内燃機関の吸入空気の一部が流入する。さらに、ポート６，８間の差圧と、ポンプ５０がパージ通路１１の第一ポート６側へ作用させる吐出圧とにより、キャニスタ１２の第二ポート側から第一ポート側へ抜ける流体流れが生じるため、蒸発燃料がキャニスタ１２から脱離して第一ポート６から吸気通路３へパージされる。したがって、第一実施形態の場合と同様にＳ２２では、ＥＣＵ２７が流量制御弁２２を制御して第一通路部１１ａの開度を変化させることにより、パージ流量を制御する。

また、パージ中にパージ停止条件が成立した後のＳ２３においてＥＣＵ２７は、流量制御弁２２及び第一開閉弁２４を制御して第一通路部１１ａ及び第二通路部１１ｂをそれぞれ閉じ、またポンプ５０を停止する。
尚、Ｓ２２，Ｓ２３では、流量制御弁２２による第一通路部１１ａの開放又は閉塞タイミングと、第一開閉弁２４による第二通路部１１ｂの開放又は閉塞タイミングと、ポンプ５０の起動又は停止タイミングとが互いに同じであってもよいし、前後に異なっていてもよい。

以上説明した第二実施形態によると、パージ時には、吸気通路３においてエアフローセンサ５を通過した吸入空気の一部がポンプ５０の作動によって当該センサ５の下流側の第二ポート８からパージ通路１１へ流入した後、第一ポート６から吸気通路３へ戻ることになる。このような第二実施形態では、パージ時に空気が吸気通路３以外から吸気通路３へ導入されることがないので、内燃機関の実際の吸入空気量がエアフローセンサ５の測定量からずれる事態を回避できる。したがって、吸入空気量のずれを補正するための複雑なパージ流量制御を流量制御弁２２によって実施する必要がなくなる。

また、第二実施形態によると、パージ通路１１においてキャニスタ１２の第二ポート８側の第二通路部１１ｂにポンプ５０が配置されている。これにより、キャニスタ１２からの脱離燃料がポンプ５０に吸入される事態を回避できるので、ポンプ５０の内部が蒸発燃料に曝されて劣化することを防止できる。

（第三、第四実施形態）
図５に示すように、本発明の第三実施形態は第二実施形態の変形例である。この第三実施形態では、パージ通路１１の第一通路部１１ａにおいてキャニスタ１２と流量制御弁２２との間にポンプ１００が配置されている。これにより、ポンプ１００が第二実施形態のポンプ５０の場合よりも第一ポート６に近くなっているので、パージ流量の制御応答性が高くなる。

図６に示すように、本発明の第四実施形態は第三実施形態の変形例である。この第四実施形態では、パージ通路１１の第一通路部１１ａにおいて流量制御弁２２と第一ポート６との間にポンプ１２０が配置されている。これにより、ポンプ１２０が第三実施形態のポンプ１００の場合よりも第一ポート６に近くなっているので、パージ流量の制御応答性がさらに高くなる。

（第五、第六実施形態）
図７に示すように、本発明の第五実施形態は第二実施形態の変形例である。この第五実施形態では、パージ通路１１の第二通路部１１ｂにおいて大気通路２５が接続する接続部と第一開閉弁２４との間にポンプ１４０が配置されている。これにより、ポンプ１４０が第二実施形態のポンプ５０の場合よりもキャニスタ１２から離れているので、ポンプ内部の劣化防止効果が高くなる。
図８に示すように、本発明の第六実施形態は第五実施形態の変形例である。この第六実施形態では、パージ通路１１の第二通路部１１ｂにおいて第一開閉弁２４と第二ポート８との間にポンプ１６０が配置されている。これにより、ポンプ１６０が第五実施形態のポンプ１４０の場合よりもキャニスタ１２から離れているので、ポンプ内部の劣化防止効果がさらに高くなる。

（第七実施形態）
図９に示すように、本発明の第七実施形態は第一実施形態の変形例である。この第七実施形態では、第一実施形態のオンオフ弁からなる第一開閉弁２４の代わりに、電磁駆動式の切換弁からなる第一開閉弁２００が設けられている。
具体的に第一開閉弁２００は、パージ通路１１の第二通路部１１ｂにおいて大気通路２５が接続する接続部に配置されている。第一開閉弁２００は弁部材（図示しない）の移動によって、第二通路部１１ｂを閉じると共に大気通路２５を開く第一状態と、第二通路部１１ｂを開くと共に大気通路２５を閉じる第二状態とへ切り換わる。したがって、第一開閉弁２００が第一状態となるときには、パージ通路１１及びキャニスタ１２が大気に開放される。また一方、第一開閉弁２００が第二状態となるときには吸気通路３の上流側圧力に応じて第二通路部１１ｂの圧力が変化する。

こうした第七実施形態において図１０に示すパージ制御処理は、第一実施形態の場合と同様に、内燃機関の始動後にパージ開始条件が成立すると、開始する。尚、このパージ制御処理の開始時には、流量制御弁２２によりパージ通路１１の第一通路部１１ａが閉じられた状態にあり、また第一開閉弁２００が第一状態にある。

パージ制御処理のＳ３１においてＥＣＵ２７は、流量制御弁２２を制御してパージ通路１１の第一通路部１１ａを開き、また第一開閉弁２００を切換制御してパージ通路１１の第二通路部１１ｂが開且つ大気通路２５が閉の第二状態を実現する。その結果、ポート６，８の差圧を受けるパージ通路１１では、第二ポート８から第二通路部１１ｂへ内燃機関の吸入空気の一部が流入すると共に、キャニスタ１２の第二ポート側から第一ポート側へ抜ける流体流れが生じ、キャニスタ１２からの脱離燃料が第一ポート６から吸気通路３へパージされる。したがって、第一実施形態の場合と同様にＳ３１では、ＥＣＵ２７が流量制御弁２２を制御して第一通路部１１ａの開度を変化させることにより、パージ流量を制御する。
尚、Ｓ３１では、流量制御弁２２による第一通路部１１ａの開放タイミングと、第一開閉弁２００の第二状態への切換タイミングとが互いに同じであってもよいし、第一開閉弁２００の第二状態への切換タイミングの後に、流量制御弁２２による第一通路部１１ａの開放タイミングが設定されてもよい。

パージ中にパージ停止条件が成立すると、Ｓ３２においてＥＣＵ２７は、流量制御弁２２を制御して第一通路部１１ａを閉じ、また第一開閉弁２００を切換制御してパージ通路１１の第二通路部１１ｂが閉且つ大気通路２５が開の第一状態を実現する。
尚、Ｓ３２では、流量制御弁２２による第一通路部１１ａの閉塞タイミングと、第一開閉弁２００の第一状態への切換タイミングとが互いに同じであってもよいし、流量制御弁２２による第一通路部１１ａの閉塞タイミングの後に、第一開閉弁２００の第一状態への切換タイミングが設定されてもよい。

以上説明した第七実施形態によると、蒸発燃料のパージに際して大気通路２５が閉じられるので、空気が吸気通路３以外から吸気通路３へ導入されることを防止できる。さらに第七実施形態の第一開閉弁２００は、第一実施形態における二つの開閉弁２４，２６の機能を同時に果すので、部品点数を削減してコストを低減することができる。

（第八実施形態）
図１１に示すように本発明の第八実施形態は、第七実施形態に第二実施形態のポンプ５０を組み合わせてなる変形例である。このような第八実施形態において図１２に示すパージ制御処理は、第七実施形態の場合と同様に、内燃機関の始動後にパージ開始条件が成立すると、開始する。尚、パージ制御処理の開始時には、流量制御弁２２によりパージ通路１１の第一通路部１１ａが閉じられた状態にあり、また第一開閉弁２００が第一状態にあり、さらにまたポンプ５０が停止した状態にある。

パージ制御処理のＳ４１において、ＥＣＵ２７は流量制御弁２２を制御してパージ通路１１の第一通路部１１ａを開き、また第一開閉弁２００を切換制御してパージ通路１１の第二通路部１１ｂが開且つ大気通路２５が閉の第二状態を実現し、さらにまたポンプ５０を起動する。その結果、ポート６，８間の差圧並びにポンプ５０の吸入圧及び吐出圧を受けるパージ通路１１では、第二ポート８から第二通路部１１ｂへ内燃機関の吸入空気の一部が流入すると共に、キャニスタ１２の第二ポート側から第一ポート側へ抜ける流体流れが生じ、キャニスタ１２からの脱離燃料が第一ポート６から吸気通路３へパージされる。したがって、第七実施形態の場合と同様にＳ４１では、ＥＣＵ２７が流量制御弁２２を制御して第一通路部１１ａの開度を変化させることにより、パージ流量を制御する。
尚、Ｓ４１では、流量制御弁２２による第一通路部１１ａの開放タイミングと、第一開閉弁２００の第二状態への切換タイミングと、ポンプ５０の起動タイミングとが互いに同じであってもよいし、第一開閉弁２００の第二状態への切換タイミングの後に、流量制御弁２２による第一通路部１１ａの開放タイミング及びポンプ５０の起動タイミングが互いに同じに又は前後して設定されてもよい。

パージ中にパージ停止条件が成立すると、Ｓ４２においてＥＣＵ２７は、流量制御弁２２を制御して第一通路部１１ａを閉じ、また第一開閉弁２００を切換制御してパージ通路１１の第二通路部１１ｂが閉且つ大気通路２５が開の第一状態を実現し、さらにまたポンプ５０を停止する。
尚、Ｓ４２では、流量制御弁２２による第一通路部１１ａの閉塞タイミングと、第一開閉弁２００の第一状態への切換タイミングと、ポンプ５０の停止タイミングとが互いに同じであってもよいし、流量制御弁２２による第一通路部１１ａの閉塞タイミングの後に、第一開閉弁２００の第一状態への切換タイミングが設定されてもよい。ここで後者の場合、ポンプ５０の停止タイミングは、流量制御弁２２による第一通路部１１ａの閉塞タイミングの前、第一開閉弁２００の第一状態への切換タイミングの後、あるいはそれらのタイミングの間に設定される。

以上説明した第八実施形態によると、パージ時には、吸気通路３においてエアフローセンサ５を通過した吸入空気の一部がポンプ５０の作動によって当該センサ５の下流側の第二ポート８からパージ通路１１へ流入した後、第一ポート６から吸気通路３へ戻ることになる。したがって、パージ時には、空気が吸気通路３以外から吸気通路３へ導入されることがないので、内燃機関の実際の吸入空気量がエアフローセンサ５の測定量からずれることによる複雑なパージ流量制御を流量制御弁２２によって実施する必要がなくなる。

さて、第八実施形態では第三実施形態に準じ、図１３に示すようにパージ通路１１の第一通路部１１ａにおいてキャニスタ１２と流量制御弁２２との間に配置されるポンプ１００を、ポンプ５０の代わりに採用してもよい。また、図１４に示すように第八実施形態では、第四実施形態に準じ、パージ通路１１の第一通路部１１ａにおいて流量制御弁２２と第一ポート６との間に配置されるポンプ１２０を、ポンプ５０の代わりに採用してもよい。またさらに、図１５に示すように第八実施形態では、第六実施形態に準じ、パージ通路１１の第二通路部１１ｂにおいて第一開閉弁２００と第二ポート８との間に配置されるポンプ１６０を、ポンプ５０の代わりに採用してもよい。

（第九〜第十一実施形態）
図１６〜図１８に示すように、本発明の第九〜第十一実施形態は第二実施形態の変形例である。
図１６に示す第九実施形態では、内燃機関の吸気通路３００において第一ポート３０２及びその上流側の第二ポート３０４が共にスロットル弁４の上流側且つエアフローセンサ５の下流側に配置されている。

図１７に示す第十実施形態では、内燃機関の吸気通路３３０において第一ポート３３２及びその上流側の第二ポート３３４が共にスロットル弁４の下流側且つエアフローセンサ５の下流側に配置されている。
図１８に示す第十一実施形態では、スロットル弁が吸気通路３５０に存在しないスロットルレス内燃機関に適用されており、吸気通路３５０において第一ポート３５２及びその上流側の第二ポート３５４が共にアフローセンサ５の下流側に配置されている。

こうした構成の第九〜第十一実施形態では、第二実施形態に準ずるパージ制御処理が実施される。このパージ制御処理においてＳ２２が実行されるときには、吸気通路ポート６，８間の差圧は生じ難いが、ポンプ５０の吸入圧及び吐出圧をパージ通路１１が受ける。これによりパージ通路１１では、第二ポート８から第二通路部１１ｂへ内燃機関の吸入空気の一部が流入すると共に、キャニスタ１２の第二ポート側から第一ポート側へ抜ける流体流れが生じ、キャニスタ１２からの脱離燃料が第一ポート６から吸気通路３へ強制パージされる。そしてこの強制パージ時にも、空気が吸気通路３以外から吸気通路３へ導入されることがないので、内燃機関の実際の吸入空気量がエアフローセンサ５の測定量からずれることによる複雑なパージ流量制御を流量制御弁２２によって実施する必要がなくなる。
また、第九〜第十一実施形態によると、第一ポート３０２，３３２，３５２が第二ポート３０４，３３４，３５４の下流側に位置するので、第一ポート６から吸気通路３へパージされた蒸発燃料が第二ポート８からパージ通路１1へ還流することを防止できる。

（第十二実施形態）
図１９に示すように本発明の第十二実施形態は、第八実施形態に第九実施形態の内燃機関の構成を組み合わせてなる変形例である。このような第十二実施形態では、第八実施形態に準ずるパージ制御処理が実施されるが、そのＳ４１が実行されるときには、ポンプ５０の吸入圧及び吐出圧をパージ通路１１が受ける。これによりパージ通路１１では、第二ポート８から第二通路部１１ｂへ内燃機関の吸入空気の一部が流入すると共に、キャニスタ１２の第二ポート側から第一ポート側へ抜ける流体流れが生じ、キャニスタ１２からの脱離燃料が第一ポート６から吸気通路３へ強制パージされる。そしてこの強制パージ時にも、空気が吸気通路３以外から吸気通路３へ導入されることがないので、内燃機関の実際の吸入空気量がエアフローセンサ５の測定量からずれることによる複雑なパージ流量制御を流量制御弁２２によって実施する必要がなくなる。

以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用可能である。
例えば第一〜第十二実施形態では、内燃機関の制御機能を有するＥＣＵ２７を用いているが、内燃機関を制御するＥＣＵを各弁２２，２４，２６を制御するＥＣＵ２７とは別に設けて、それらＥＣＵ間を通信可能に電気接続してもよい。

また、第一実施形態〜第八実施形態では、開閉制御手段として流量制御弁を用いた例を示したが、開閉制御手段は、例えば電磁駆動式のオンオフ弁等であってもよい。
さらに、図２０に示すように第十実施形態の内燃機関の構成を第八実施形態に組み合わせて実施してもよいし、図２１に示すように第十一実施形態の内燃機関の構成を第八実施形態に組み合わせて実施してもよい。

本発明の第一実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 図１の蒸発燃料処理装置の作動を示すフローチャートである。 本発明の第二実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 図３の蒸発燃料処理装置の作動を示すフローチャートである。 本発明の第三実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 本発明の第四実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 本発明の第五実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 本発明の第六実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 本発明の第七実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 図９の蒸発燃料処理装置の作動を示すフローチャートである。 本発明の第八実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 図１１の蒸発燃料処理装置の作動を示すフローチャートである。 図１１の変形例を示す構成図である。 図１１の変形例を示す構成図である。 図１１の変形例を示す構成図である。 本発明の第九実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 本発明の第十実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 本発明の第十一実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 本発明の第十二実施形態による蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 図１１の変形例を示す構成図である。 図１１の変形例を示す構成図である。

符号の説明

２ 燃料タンク、３，３００，３３０，３５０ 吸気通路、４ スロットル弁、５ エアフローセンサ（吸入空気量測定手段）、６，３０２，３３２，３５２ 第一ポート、８，３０４，３３４，３５４ 第二ポート、１０ 蒸発燃料処理装置、１１ パージ通路、１１ａ 第一通路部（パージ通路）、１１ｂ 第二通路部（パージ通路）、１２ キャニスタ、１４，１００，１２０，１４０，１６０ ポンプ、２２ 流量制御弁（開閉制御手段）、２４，２００ 第一開閉弁、２５ 大気通路、２６ 第二開閉弁

Claims (17)

1. 吸気通路においてスロットル弁の下流側に第一ポートを有すると共に前記スロットル弁の上流側且つ吸入空気量測定手段の下流側に第二ポートを有する内燃機関へ、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をパージする蒸発燃料処理装置であって、
   一端が前記第一ポートに接続され、他端が前記第二ポートに接続されるパージ通路と、
   前記パージ通路に配置され、前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を脱離可能に吸着するキャニスタと、
   前記キャニスタの前記第一ポート側において前記パージ通路の開閉を制御する開閉制御手段であって、蒸発燃料を前記吸気通路へパージするためのパージ期間において前記パージ通路を開く開閉制御手段と、
   前記キャニスタの前記第二ポート側において前記パージ通路を開閉する第一開閉弁であって、前記パージ期間において前記パージ通路を開く第一開閉弁と、
   を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 前記開閉制御手段は、前記パージ期間において前記パージ通路を開いて吸気通路への蒸発燃料のパージ流量を制御する流量制御弁であることを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
3. 一端が大気に開放され、他端が前記パージ通路における前記キャニスタと前記第一開閉弁との間に接続される大気通路と、
   前記大気通路に配置され、前記大気通路を開閉する第二開閉弁であって、前記パージ期間において前記大気通路を閉じる第二開閉弁と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
4. 前記パージ期間において、前記第二開閉弁が前記大気通路を閉じた後、前記開閉制御手段及び前記第一開閉弁がそれぞれ前記パージ通路を開くことを特徴とする請求項３に記載の蒸発燃料処理装置。
5. 一端が大気に開放され、他端が前記パージ通路における前記キャニスタの前記第二ポート側に接続される大気通路と、
   前記パージ通路の前記大気通路との接続部に配置され、前記パージ通路を閉じると共に前記大気通路を開く第一状態と、前記パージ通路を開くと共に前記大気通路を閉じる第二状態とへ切り換わる前記第一開閉弁であって、前記パージ期間において前記第二状態へ切り換わる前記第一開閉弁と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
6. 前記パージ期間において、前記第一開閉弁が前記第二状態へ切り換わった後、前記開閉制御手段が前記パージ通路を開くことを特徴とする請求項５に記載の蒸発燃料処理装置。
7. 前記パージ通路に配置され、前記パージ通路において前記第二ポート側から吸入した流体を前記第一ポート側へ吐出するポンプを備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
8. 吸気通路においてスロットル弁の上流側且つ吸入空気量測定手段の下流側に第一ポート及び第二ポートを有する内燃機関へ、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をパージする蒸発燃料処理装置であって、
   一端が前記第一ポートに接続され、他端が前記第二ポートに接続されるパージ通路と、
   前記パージ通路に配置され、前記パージ通路において前記第二ポート側から吸入した流体を前記第一ポート側へ吐出するポンプと、
   前記パージ通路に配置され、前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を脱離可能に吸着するキャニスタと、
   前記キャニスタの前記第一ポート側において前記パージ通路の開閉を制御する流量制御弁であって、蒸発燃料を前記吸気通路へパージするためのパージ期間において前記パージ通路を開いて前記吸気通路への蒸発燃料のパージ流量を制御する流量制御弁と、
   前記キャニスタの前記第二ポート側において前記パージ通路を開閉する第一開閉弁であって、前記パージ期間において前記パージ通路を開く第一開閉弁と、
   を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
9. 吸気通路においてスロットル弁及び吸入空気量測定手段の下流側に第一ポート及び第二ポートを有する内燃機関へ、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をパージする蒸発燃料処理装置であって、
   一端が前記第一ポートに接続され、他端が前記第二ポートに接続されるパージ通路と、
   前記パージ通路に配置され、前記パージ通路において前記第二ポート側から吸入した流体を前記第一ポート側へ吐出するポンプと、
   前記パージ通路に配置され、前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を脱離可能に吸着するキャニスタと、
   前記キャニスタの前記第一ポート側において前記パージ通路の開閉を制御する流量制御弁であって、蒸発燃料を前記吸気通路へパージするためのパージ期間において前記パージ通路を開いて前記吸気通路への蒸発燃料のパージ流量を制御する流量制御弁と、
   前記キャニスタの前記第二ポート側において前記パージ通路を開閉する第一開閉弁であって、前記パージ期間において前記パージ通路を開く第一開閉弁と、
   を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
10. 吸気通路において吸入空気量測定手段の下流側に第一ポート及び第二ポートを有するスロットルレス内燃機関へ、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をパージする蒸発燃料処理装置であって、
    一端が前記第一ポートに接続され、他端が前記第二ポートに接続されるパージ通路と、
    前記パージ通路に配置され、前記パージ通路において前記第二ポート側から吸入した流体を前記第一ポート側へ吐出するポンプと、
    前記パージ通路に配置され、前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を脱離可能に吸着するキャニスタと、
    前記キャニスタの前記第一ポート側において前記パージ通路の開閉を制御する流量制御弁であって、蒸発燃料を前記吸気通路へパージするためのパージ期間において前記パージ通路を開いて前記吸気通路への蒸発燃料のパージ流量を制御する流量制御弁と、
    前記キャニスタの前記第二ポート側において前記パージ通路を開閉する第一開閉弁であって、前記パージ期間において前記パージ通路を開く第一開閉弁と、
    を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
11. 前記パージ通路は、前記吸気通路において前記第二ポートの下流側に配置された前記第一ポートに接続されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
12. 一端が大気に開放され、他端が前記パージ通路における前記キャニスタと前記第一開閉弁との間に接続される大気通路と、
    前記大気通路に配置され、前記大気通路を開閉する第二開閉弁であって、前記パージ期間において前記大気通路を閉じる第二開閉弁と、
    を備えることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
13. 前記パージ期間において、前記第二開閉弁が前記大気通路を閉じた後、前記流量制御弁及び前記第一開閉弁がそれぞれ前記パージ通路を開くことを特徴とする請求項１２に記載の蒸発燃料処理装置。
14. 一端が大気に開放され、他端が前記パージ通路における前記キャニスタの前記第二ポート側に接続される大気通路と、
    前記パージ通路の前記大気通路との接続部に配置され、前記パージ通路を閉じると共に前記大気通路を開く第一状態と、前記パージ通路を開くと共に前記大気通路を閉じる第二状態とへ切り換わる前記第一開閉弁であって、前記パージ期間において前記第二状態へ切り換わる前記第一開閉弁と、
    を備えることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
15. 前記パージ期間において、前記第一開閉弁が前記第二状態へ切り換わった後、前記流量制御弁が前記パージ通路を開くことを特徴とする請求項１４に記載の蒸発燃料処理装置。
16. 前記ポンプは、前記パージ通路における前記キャニスタの前記第一ポート側に配置されることを特徴とする請求項７〜１５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
17. 前記ポンプは、前記パージ通路における前記キャニスタの前記第二ポート側に配置されることを特徴とする請求項７〜１５のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。
    
    
    
    

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